(57)【要約】【課題】  材料表面が剥離を生じることがなく、スパッタリングやＣＶＤ等の高価な装置、処理を不要にでき、更には、十分な潤滑性、疲労強度及び耐衝撃性を得ることができる直動装置を低コストで提供する。【解決手段】  直動装置において、案内軸１の転動体軌道面３、可動体２の転動体軌道面７及び転動体Ｂの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とＰＦＰＥとを含有する潤滑膜１４と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数の凹部からなる油溜まりを形成する処理を施して得られた硬質層２０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体軌道面を有する案内軸と、該案内軸の前記転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有して、これらの両転動体軌道面間に挿入される多数の転動体の転動を介して前記案内軸に沿って相対的に移動する可動体とを備える直動装置であって、
前記案内軸の前記転動体軌道面、前記可動体の前記転動体軌道面及び前記転動体の転動面の少なくとも一つの表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数の凹部からなる油溜まりを形成する処理を施して得られる硬質層とを備えることを特徴とする直動装置。
【請求項２】
前記研磨材の粒径が２０〜２００μｍで、且つ該研磨材の噴射速度が５０ｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１に記載の直動装置。
【請求項３】
前記潤滑膜の膜厚は０．３〜２．０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリニアガイド、ボールスプライン、リニアボールベアリング、ボールガイド、リニアローラベアリング及びボールねじ等の直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアガイドとしては、例えば図１５に示すものが知られている。このリニアガイドは、軸方向に延びる案内レール（案内軸）１と、該案内レール１上に軸方向に相対移動可能に跨架されたスライダ（可動体）２とを備える。
【０００３】
案内レール１の両側面にはそれぞれ軸方向に延びる転動体転動溝（転動体軌道面）３が形成されており、スライダ２のスライダ本体２Ａには、その両袖部４の内側面に、それぞれ転動体転動溝３に対向する転動体転動溝（転動体軌道面）７が形成されている。そして、これらの向き合った両転動体転動溝３，７の間の負荷軌道には転動体の一例としての多数のボールＢが転動自在に装填され、スライダ２はこれらのボールＢの転動を介して案内レール１上を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。
【０００４】
この移動につれて、案内レール１とスライダ２との間に介在するボールＢは転動してスライダ２の軸方向の端部に移動するが、スライダ２を軸方向に継続して移動させていくためには、これらのボールＢを無限に循環させる必要がある。
【０００５】
このため、スライダ本体２Ａの袖部４内に軸方向に貫通する転動体通路８を形成すると共に、スライダ本体２Ａの軸方向両端にそれぞれ略コ字状のエンドキャップ５を例えばねじ１２等の固定手段を介して固定し、このエンドキャップ５に上記両転動体転動溝３，７間と上記転動体通路８とを連通する円弧状に湾曲した方向転換路６を形成することにより、転動体無限循環軌道を形成している。なお、図１５において、符号１１はエンドキャップ５と共にスライダ本体２Ａの端面にねじ１２等を介して固定されるサイドシール、１０はスライダ本体２Ａの端面に形成されたねじ１２のタップ穴、１３は給脂用ニップルである。
【０００６】
ところで、クリーンルーム等の清浄環境や真空環境で使用されるリニアガイドは、清浄環境では低発塵グリース、真空環境では低蒸気圧グリース（シリコングリース、フッ素グリース等）及び低蒸気圧オイル（シリコンオイル、フッ素オイル等）等の潤滑剤が用いられるが、これらの潤滑剤は、グリースの油分の蒸発やグリース自体の飛散等によって、潤滑機能の劣化や使用環境の汚染を引き起こす虞れがある。
【０００７】
このため、従来においては、図１６に示すように、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７、スライダ２の転動体通路８、ボールＢの転動面及びエンドキャップ５の方向転換路６に官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４を設けると共に、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７及びボールＢの転動面に硬質被膜１５を設け、これにより、清浄環境下及び真空環境下においても発塵量およびアウトガスを低くすると共に、高面圧下においても耐久性に優れた長寿命なリニアガイドが提案されている。
【０００８】
潤滑膜１４は、前述のように官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有して流動性を有しているため、比較的大きな荷重が作用するような場合でも、ボールＢの負荷により剥離や欠落を生じる可能性が低く、発塵量が小さい。  従って、半導体製造装置等のパーティクルを極端に嫌う環境下において使用されるリニアガイドに好適である。
【０００９】
また、潤滑膜１４は、含フッ素重合体だけでなくパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）が配合されているため低アウトガスであり、従って、特にウェハの処理プロセスのような有機物による汚染を極端に嫌う用途に適している。
【００１０】
さらに、比較的大きな荷重が作用するような場合でも、リニアガイドの転動、摺動する部位において金属同士が無潤滑で接触する状態となりにくく、該部位に常に潤滑剤が付着している状態が維持されるので、該部位において凝着や摩耗が起こる可能性が低く、耐久性に優れ、且つ低発塵である。
【００１１】
潤滑膜１４は、前述のように官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有しているものであるが、両者を混合したもので潤滑膜を形成しても良いし、官能基を有する含フッ素重合体の層とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）の層とからなる二層構造としても良い。
【００１２】
後者の場合には、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７、ボールＢの転動面、及びエンドキャップ５の方向転換路６に、官能基を有する含フッ素重合体の層を設け、その上にパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）の層を設けた二重構造とする必要がある。そうすれば、下層の含フッ素重合体と上層のパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）との濡れ性が良好であるため、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）が薄く均一に被覆され、リニアガイドの転がりによってパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）が飛散しにくい（低発塵である）。なお、金属面に直接パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を被覆すると、金属とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）との濡れ性が悪いので、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を均一に被覆することが難しくなる。
【００１３】
硬質被膜１５は、耐摩耗性、耐焼付き性及び耐凝着性の向上に寄与するもので、リニアガイドの耐久性の向上を図るものとされている。
【００１４】
硬質被膜１５としては、めっきでは、無電解ニッケルめっき、セラミックカニゼン及びカニボロン等、カーボン系では、ＧＬＣ（グラファイトライクカーボン）及びＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等、フッ素系では、ＦＨＣ（フッ素重合硬質膜）等、Ｓｉ系では、ＳｉＣ等、チタン系では、ＴｉＮ，ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミニウム）及びＴｉＣｒＮ（窒化チタンクロム）等、クロム系では、ＣｒＮ等が挙げられる。
【００１５】
また、溶射によって形成された硬質被膜１５でもよいとされている。溶射材料としては、セラミックス、サーメット、炭化物等が挙げられ、例えば、Ｃｒ3 Ｃ2 、ＴｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 、ＣＯ−ＷＣ、（Ｎｉ−Ｃｒ）−Ｃｒ3 Ｃ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＣｒＣ3 、Ｃｒ2 Ｃ3 −ＳｉＯ−ＴｉＯ2 、（ＣＯ−ＷＣ）−（Ｎｉ−Ａｌ）等が適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来のリニアガイドにおいては、硬質被膜１５は母材金属の表面をコーティングしているにすぎないため、硬質被膜１５の剥離の可能性があり、また、硬質被膜１５の生成はスパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ、あるいはＰＶＤ等による場合が少なくないので、処理や装置にコストがかかり、更には、十分な潤滑性、疲労強度及び耐衝撃性を得ることが難しいという問題がある。
【００１７】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、材料表面が剥離を生じることがなく、スパッタリングやＣＶＤ等の高価な装置、処理を不要にすることができ、更には、十分な潤滑性、疲労強度及び耐衝撃性を得ることができる低コストな直動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
（１）  転動体軌道面を有する案内軸と、該案内軸の前記転動体軌道面に対向する転動体軌道面を有して、これらの両転動体軌道面間に挿入される多数の転動体の転動を介して前記案内軸に沿って相対的に移動する可動体とを備える直動装置であって、
前記案内軸の前記転動体軌道面、前記可動体の前記転動体軌道面及び前記転動体の転動面の少なくとも一つの表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数の凹部からなる油溜まりを形成する処理を施して得られる硬質層とを備えることを特徴とする直動装置。
（２）  前記研磨材の粒径が２０〜２００μｍで、且つ該研磨材の噴射速度が５０ｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする（１）に記載の直動装置。
（３）  前記潤滑膜の膜厚は０．３〜２．０μｍであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の直動装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の直動装置によれば、案内軸の転動体軌道面、可動体の転動体軌道面及び転動体の転動面の内の少なくとも一つの表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜を備えているので、清浄環境下及び真空環境下においても発塵量およびアウトガスが低くなると共に、高面圧下においても優れた耐久性を確保することができる。
【００２０】
また、前記潤滑膜に加えて、硬質被膜ではなく、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数の凹部からなる油溜まりを形成する処理を施して得られた硬質層を備えているので、材料表面が剥離を生じることがないと共に、スパッタリングやＣＶＤ等の高価な装置、処理を不要にすることができ、更には、十分な潤滑性、疲労強度及び耐衝撃性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る直動装置の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の第１の実施形態では、直動装置としてリニアガイドを、第２の実施形態ではボールスプラインを、第３の実施形態ではリニアボールベアリングを、第４の実施形態ではボールガイドを、第５の実施形態ではリニアローラベアリングを、第６の実施形態ではチューブ循環式ボールねじを、第７の実施形態では循環こま式ボールねじを、第８の実施形態ではエンドキャップ式ボールねじを例に採って説明する。なお、本発明の第１の実施形態では、既に図１５で説明したリニアガイドとの相違点についてのみ説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態であるリニアガイドは、図１に示すように、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７、スライダ２の転動体通路８、ボールＢの転動面及びエンドキャップ５の方向転換路６の表面に、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４を備えている。潤滑膜１４は、清浄環境下及び真空環境下における発塵量およびアウトガスを低減すると共に、高面圧下においても優れた耐久性を確保している。
【００２３】
ここで、潤滑膜１４の膜厚は特に限定されるものではないが、低発塵性及び耐久性をより良好とするためには、０．３〜２．０μｍが好ましい。潤滑膜１４の膜厚が０．３μｍ未満では潤滑性が不十分となって耐久性が低下する虞れがあり、一方、２．０μｍを超えると、潤滑性は十分となるが発塵量が多くなる問題が生じる虞れがある。
【００２４】
また、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７及びボールＢの転動面の表面は、潤滑膜１４に加えて、従来のような硬質被膜ではなく、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０を備えている。
【００２５】
このＷＰＣ処理により、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７及びボールＢの転動面の表面において、次の（i）〜（iii）の組織変化、形状変化が生じる。
（i）残留オーステナイト量が減少して、通常の熱処理よりも著しく微細なマルテンサイト組織が生成される。また、析出硬化と同時に短時間にγ化温度に加熱され、短時間に冷却されるため、表面硬度が上昇し、靱性に富むと共に、表面の内部残留圧縮応力が上昇する。
（ii）また、研磨材の噴射による加工硬化、特に熱の発生と共に塑性加工が行われるため、オースフォームが行われたこととなり、上述したマルテンサイト組織の生成を助長して表面硬度が上昇する。
（iii）更に、表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプルが形成される。
【００２６】
これらの（i）〜（iii）により、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７及びボールＢの転動面の表面について、組織の微細化及び靱性の向上により疲労強度の向上が図れると共に、組織の微細化により耐衝撃性の向上が図れる。更に、組織の微細化及び表面硬度の上昇により耐摩耗性の向上が図れると共に、無数のディンプルが油溜まりとなって潤滑性の向上が図れる。
【００２７】
特に、上記（iii）は、潤滑膜１４による潤滑性に加えて、従来の硬質被膜１５の耐摩耗性が付加されるというのとは異なり、ＷＰＣ処理による硬質層２０が潤滑膜１４そのものの潤滑性を向上させるという相乗効果となる。
【００２８】
ここで、前記表面温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に確実に安定して上昇させる研磨材の衝突エネルギーを発生させ、且つ生成されたディンプルが油溜まりとして機能する微小なサイズとするためには、研磨材の粒径が２０〜２００μｍ、研磨材の噴射速度が５０ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましい。
【００２９】
なお、案内レール１、スライダ２及びボールＢはいずれも耐食材料で形成されている。
案内レール１及びスライダ２の材料としては、例えは、ＳＵＳ４４０Ｃに代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼、或いはフェライト系ステンレス鋼に適当な熱硬化処理を施したものや、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼、ＳＵＳ３１６のようなオーステナイト系ステンレス鋼に表面硬化処理を施したものが挙げられる。
【００３０】
ボールＢの材料としては、前述のステンレス鋼の他、セラミックス材や超硬合金等のサーメットが挙げられる。なお、セラミックス材としては、窒化けい素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主体とするものの他、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、炭化けい素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）等を主体とするものが好ましい。
【００３１】
このように本実施形態では、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７及びボールＢの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４を備えているので、清浄環境下及び真空環境下においても発塵量およびアウトガスが低くなると共に、高面圧下においても優れた耐久性を確保することができる。
【００３２】
また、案内レール１の転動体転動溝３、スライダ２の転動体転動溝７及びボールＢの転動面の表面は、潤滑膜１４に加えて、硬質被膜の代わりに、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０を備えているので、材料表面層を改質した硬質層２０は、硬質被膜の場合に発生する可能性のある剥離を生じることがないと共に、スパッタリングやＣＶＤ等の高価な装置、処理を不要にすることができ、更には、十分な潤滑性、疲労強度及び耐衝撃性を得ることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図２に示す本発明の第２の実施形態であるボールスプラインは、断面円形の案内レール（案内軸）２１と、該案内レール２１に軸方向に相対移動可能に嵌合された円筒状のスライダ（可動体）２２とを備える。
【００３４】
案内レール２１の両側部には、それぞれ軸方向に延びる転動体転動溝（転動体軌道面）２３が形成されており、スライダ２２には転動体転動溝２３に対向する転動体転動溝（転動体軌道面）２７が形成されている。そして、これらの向き合った両転動体転動溝２３，２７の間の負荷軌道には転動体の一例としての多数のボールＢが転動自在に装填され、これらのボールＢの転動を介してスライダ２２が案内レール２１を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。
【００３５】
また、スライダ２２には、軸方向に貫通する転動体通路２８と、上記両転動体転動溝２３，２７間と上記転動体通路２８とを連通する円弧状に湾曲した方向転換路２６とが形成されており、両転動体転動溝２３，２７と併せて転動体無限循環軌道を形成している。
【００３６】
なお、本実施形態では、転動体としてボールＢを用いているが、ローラであってもよく、その場合、隣接するローラ同士は互いに異なった軌道面と転がり接触するように配設される。
【００３７】
そして、本実施形態では、図３に示すように、案内レール２１の転動体転動溝２３、スライダ２２の転動体転動溝２７及びボールＢの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０とを備えている。その他の構成及び作用効果については、上記第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００３８】
（第３の実施形態）
図４に示す本発明の第３の実施形態であるリニアボールベアリングは、断面円形の案内レール（案内軸）３１と、該案内レール３１に軸方向に相対移動可能に嵌合された円筒状のスライダ（可動体）３２とを備える。
【００３９】
案内レール３１には、それぞれ軸方向に延びる転動体軌道面３３が形成されており、スライダ３２には、転動体軌道面３３に対向する転動体軌道面３７が形成されている。そして、これらの向き合った両転動体軌道面３３，３７の間の負荷軌道には転動体の一例としての多数のボールＢが保持器３９を介して転動自在に装填され、これらのボールＢの転動を介してスライダ３２が案内レール３１を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。本実施形態は、ボール列が５条である例を示している。
【００４０】
また、スライダ３２には、保持器３９の溝と共に構成する、軸方向に貫通する転動体通路３８と、上記両転動体軌道面３３，３７間と上記転動体通路３８とを連通する円弧状に湾曲した方向転換路３６とが形成されており、両転動体軌道面３３，３７と共に、転動体無限循環軌道を形成している。
【００４１】
そして、本実施形態では、図５に示すように、案内レール３１の転動体軌道面３３、スライダ３２の転動体軌道面３７及びボールＢの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０とを備えている。その他の構成及び作用効果については、上記第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４２】
（第４実施形態）
図６に示す本発明の第４の実施形態であるボールガイドは、断面円形の丸軸である案内レール（案内軸）４１と、該案内レール４１に軸方向に相対移動可能に嵌合された円筒状のスライダ（可動体）４２とを備える。
【００４３】
案内レール４１の外周面及びスライダ４２の内周面は全て転動体軌道面４３及び４７とされており、案内レール４１の転動体軌道面４３とスライダ４２の転動体軌道面４７との間には転動体の一例としての多数のボールＢが保持器４９を介して転動自在に装填され、これらのボールＢの転動を介してスライダ４２が案内レール４１を軸方向に沿って相対移動できるようになっている。
【００４４】
なお、保持器４９のポケット１箇所につきボールＢは１個装填されており、ボールＢは軸方向に１列に整列していて、その列が周方向に等間隔で配設されている。そして、このボールガイドは、スライダ４２がボールＢの転動に伴い案内レール４１に対してボールＢの移動距離の２倍量直進する一定のストロークを持った直動装置である。
【００４５】
なお、本実施形態は、案内レール４１を多角形軸に、スライダ４２を多角形状の外筒に、ボールＢをローラに、保持器４９を多角形保持器に変更して構成してもよい。この場合、スライダ４２は軸回りのモーメントを受けることができる。
【００４６】
ここで、本実施形態では、図７に示すように、案内レール４１の転動体軌道面４３、スライダ４２の転動体軌道面４７及びボールＢの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０とを備えている。その他の構成及び作用効果については、上記第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
（第５の実施形態）
図８に示す本発明の第５の実施形態であるリニアローラベアリングは、直方体の側面に平行な直線部を有するオーバル溝５７（転動体軌道面）が設けられたスライダ（可動体）５２を備えており、スライダ５２のオーバル溝５７の対向面には転動体の一例としての複数のローラＲがすき間なく装填されている。スライダ５２は底面から上面まで削られており、オーバル溝５７の直線部に達すると、ローラＲが露出して該ローラＲの転動面が丸軸である案内レール（案内軸）５１の平面部（転動体軌道面）５３に転がり接触してスライダ５２が案内レール５１の平面部５３に沿って直進する。ローラＲはスライダ５２のオーバル溝５７内を無限循環する。なお、この例では、ローラＲの軸方向中央に設けた溝５９に線状部材５４を通してローラＲの脱落を防止している。また、案内レール５１はローラＲと対向する平面部を有していればよく、断面の形状は問われない。
【００４８】
ここで、この実施形態では、図示は省略するが、案内レール５１の平面部５３、スライダ５２のオーバル溝５７及びローラＲの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０とを備えている。その他の構成及び作用効果については、上記第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４９】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態であるチューブ循環式ボールねじは、図９に示すように、軸方向に延びるねじ軸（案内軸）６１と、該ねじ軸６１に軸方向に相対移動可能に螺合されたナット（可動体）６２とを備える。
【００５０】
ねじ軸６１の外周面には螺旋状のねじ溝６３（転動体軌道面）が形成されており、ナット６２の内周面にはねじ溝６３に対応する螺旋状のねじ溝（転動体軌道面）６４が形成されている。
【００５１】
ナット６２のねじ溝６４とねじ軸６１のねじ溝６３とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体の一例としての多数のボールＢが転動可能に装填されている。そして、ねじ軸６１（又はナット６２）の回転により、ナット６２（又はねじ軸６１）がボールＢの転動を介して軸方向に移動するようになっている。
また、ナット６２の周方向の側面には両ねじ溝６３，６４間に連通する２個一組の循環孔６５がねじ軸６１を跨ぐように形成されており、この一組の循環孔６５に内部に方向転換路６６を有する略コ字状の循環チューブ６７の両端を嵌め込んでいる。これにより、ボールねじは、両ねじ溝６３，６４間の負荷領域に沿って公転するボールＢを循環チューブ６７の一方の端部からすくい上げてナット６２の外部に導き、他方の端部から前記負荷領域に戻して、転動体無限循環軌道を形成している。
【００５２】
そして、本実施形態では、図１０に示すように、ねじ軸６１のねじ溝６３、ナット６２のねじ溝６４及びボールＢの転動面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４を備えている。潤滑膜１４は、清浄環境下及び真空環境下における発塵量およびアウトガスを低減すると共に、高面圧下においても優れた耐久性を確保する。
【００５３】
ここで、潤滑膜１４の膜厚は特に限定されるものではないが、低発塵性及び耐久性をより良好とするためには、０．３〜２．０μｍが好ましい。潤滑膜１４の膜厚が０．３μｍ未満では潤滑性が不十分となって耐久性が低下する虞れがあり、一方、２．０μｍを超えると、潤滑性は十分となるが発塵量が多くなる問題が生じる虞れがある。
【００５４】
また、ねじ軸６１のねじ溝６３、ナット６２のねじ溝６４及びボールＢの転動面の表面は、潤滑膜１４に加えて、従来のような硬質被膜ではなく、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０を備えている。
【００５５】
このＷＰＣ処理により、ねじ軸６１のねじ溝６３、ナット６２のねじ溝６４及びボールＢの転動面の表面において、第１の実施形態同様、次の（i）〜（iii）の組織変化、形状変化が生じる。
（i）残留オーステナイト量が減少して、通常の熱処理よりも著しく微細なマルテンサイト組織が生成される。また、析出硬化と同時に短時間にγ化温度に加熱され、短時間に冷却されるため、表面硬度が上昇し、靱性に富むと共に、表面の内部残留圧縮応力が上昇する。
（ii）また、研磨材の噴射による加工硬化、特に熱の発生と共に塑性加工が行われるため、オースフォームが行われたこととなり、上述したマルテンサイト組織の生成を助長して表面硬度が上昇する。
（iii）更に、表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプルが形成される。
これらの（i）〜（iii）により、ねじ軸６１のねじ溝６３、ナット６２のねじ溝６４及びボールＢの転動面の表面について、組織の微細化及び靱性の向上により疲労強度の向上が図れると共に、組織の微細化により耐衝撃性の向上が図れる。更に、組織の微細化及び表面硬度の上昇により耐摩耗性の向上が図れると共に、無数のディンプルが油溜まりとなって潤滑性の向上が図れる。
【００５６】
特に、上記（iii）は、潤滑膜１４による潤滑性に加えて、従来の硬質被膜１５の耐摩耗性が付加されるというのとは異なり、ＷＰＣ処理による硬質層２０が潤滑膜１４そのものの潤滑性を向上させるという相乗効果となる。
【００５７】
ここで、前記表面温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に確実に安定して上昇させる研磨材の衝突エネルギーを発生させ、且つ生成されたディンプルが油溜まりとして機能する微小なサイズとするためには、研磨材の粒径が２０〜２００μｍ、研磨材の噴射速度が５０ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましい。
【００５８】
なお、ねじ軸６１、ナット６２、ボールＢ及び循環チューブ６７はいずれも耐食材料で形成されている。ねじ軸６１、ナット６２及び循環チューブ６７の材料としては、例えは、ＳＵＳ４４０Ｃに代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼、或いはフェライト系ステンレス鋼に適当な熱硬化処理を施したものや、ＳＵＳ６３０等の析出硬化系ステンレス鋼、ＳＵＳ３１６のようなオーステナイト系ステンレス鋼に表面硬化処理を施したものが挙げられる。
【００５９】
ボールＢの材料としては、前述のステンレス鋼の他、セラミックス材や超硬合金等のサーメットが挙げられる。なお、セラミックス材としては、窒化けい素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主体とするものの他、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、炭化けい素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）等を主体とするものが好ましい。
【００６０】
このように本実施形態では、ねじ軸６１のねじ溝６３、ナット６２のねじ溝６４及びボールＢの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４を備えているので、清浄環境下及び真空環境下においても発塵量およびアウトガスが低くなると共に、高面圧下においても優れた耐久性を確保することができる。
【００６１】
また、ねじ軸６１のねじ溝６３、ナット６２のねじ溝６４及びボールＢの転動面の表面は、潤滑膜１４に加えて、硬質被膜ではなく、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０を備えているので、材料表面層を改質した硬質層２０は、硬質被膜の場合に発生する可能性のある剥離を生じることがないと共に、スパッタリングやＣＶＤ等の高価な装置、処理を不要にすることができ、更には、十分な潤滑性、疲労強度及び耐衝撃性を得ることができる。
【００６２】
（第７の実施形態）
図１１に示す本発明の第７の実施形態である循環こま式ボールねじは、軸方向に延びるねじ軸（案内軸）７１と、該ねじ軸７１に軸方向に相対移動可能に螺合されたナット（可動体）７２とを備える。
【００６３】
ねじ軸７１の外周面には螺旋状のねじ溝７３（転動体軌道面）が形成されており、ナット７２の内周面にはねじ溝７３に対応する螺旋状のねじ溝（転動体軌道面）７４が形成されている。
【００６４】
ナット７２のねじ溝７４とねじ軸７１のねじ溝７３とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体の一例としての多数のボールＢが転動可能に装填されている。そして、ねじ軸７１（又はナット７２）の回転により、ナット７２（又はねじ軸７１）がボールＢの転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【００６５】
また、ナット７２の外周面には循環こま嵌合穴７５が設けられており、該嵌合穴７５には略Ｓ字状の方向転換路７６を有する循環こま７７が嵌め込まれている。
【００６６】
これにより、両ねじ溝７３，７４間の負荷軌道を転動するボールＢは循環こま７７の掬い上げ部によりねじ軸７１のランド部を乗り越えて循環こま７７内部の方向転換路７６に案内され、該方向転換路７６を介して隣接する両ねじ溝７３，７４間の負荷軌道に戻されてボールＢが無限に循環する転動体無限循環軌道を形成している。
【００６７】
ここで、この実施形態では、図１２に示すように、ねじ軸７１のねじ溝７３、ナット７２のねじ溝７４及びボールＢの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０とを備えている。その他の構成及び作用効果については、上記第６の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６８】
（第８の実施形態）
図１３に示す本発明の第８の実施形態であるエンドキャップ式ボールねじは、軸方向に延びるねじ軸（案内軸）８１と、該ねじ軸８１に軸方向に相対移動可能に螺合されたナット（可動体）８２とを備える。
【００６９】
ねじ軸８１の外周面には螺旋状のねじ溝８３（転動体軌道面）が形成されており、ナット８２の内周面にはねじ溝８３に対応する螺旋状のねじ溝（転動体軌道面）８４が形成されている。
【００７０】
ナット８２のねじ溝８４とねじ軸８１のねじ溝８３とは互いに対向して両者の間に螺旋状の負荷軌道を形成しており、該負荷軌道には転動体の一例としての多数のボールＢが転動可能に装填されている。そして、ねじ軸８１（又はナット８２）の回転により、ナット８２（又はねじ軸８１）がボールＢの転動を介して軸方向に移動するようになっている。
【００７１】
また、ナット８２の周壁部には軸方向に貫通する転動体通路８５が形成されており、また、ナット８２の軸方向の端面には転動体通路８５と前記両ねじ溝８３，８４間の負荷軌道とを連通するエンドキャップ８８がねじ８７等の固定手段を介して固定されている。
【００７２】
エンドキャップ８８は、前記転動体通路８５と前記両ねじ溝８３，８４間の負荷軌道との間を連通する方向転換路８６を備えており、該方向転換路８６、前記両ねじ溝８３，８４間の負荷軌道及び前記転動体通路８５によって１列の転動体無限循環軌道を形成している。
【００７３】
ここで、本実施形態では、図１４に示すように、ねじ軸８１のねじ溝８３、ナット８２のねじ溝８４及びボールＢの転動面の表面は、官能基を有する含フッ素重合体とパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とを含有する潤滑膜１４と、前記表面と同等かそれ以上の硬度を有する略球状の研磨材を該表面に噴射して前記表面の温度を鉄系金属の場合はＡ３変態点以上に、非鉄系金属の場合は再結晶温度以上に上昇させると共に、前記表面に微小な断面円弧状をなす無数のディンプル（凹部）からなる油溜まりを形成するＷＰＣ処理を施して得られた硬質層２０とを備えている。その他の構成及び作用効果については、上記第６の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００７４】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、転動体としてボールを用いたボールねじやリニアガイド等の直動装置を例に採ったが、転動体としてころを用いたころねじ装置やリニアガイド等の直動装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態であるリニアガイドの要部断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるボールスプラインを示し、（ａ）はその一部を破断した概略図であり、（ｂ）は（ａ）のII-II線に沿った断面図である。
【図３】図２（ｂ）のIII部詳細図である。
【図４】本発明の第３の実施形態であるリニアボールベアリングを示し、（ａ）はその一部を破断した概略図であり、（ｂ）は（ａ）のIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図４（ｂ）のV部詳細図である。
【図６】本発明の第４の実施形態であるボールガイドを示し、（ａ）はその概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）のVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】図６（ｂ）のVII部詳細図である。
【図８】本発明の第５の実施形態であるリニアローラベアリングを示し、（ａ）はその要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIII-VIII線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態であるチューブ循環式ボールねじを示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図１０】図９（ｂ）のX部詳細図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態である循環こま式ボールねじを示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図１２】図１１（ｂ）のXII部詳細図である。
【図１３】本発明の第８の実施形態であるエンドキャップ式ボールねじを示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図１４】図１３（ｂ）のXIV部詳細図である。
【図１５】従来のリニアガイドの一例を示し、（ａ）はその一部を破断した斜視図であり、（ｂ）はスライダ内部の断面図である。
【図１６】図１６（ｂ）のXVI部詳細図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，２１，３１，４１，５１  案内レール（案内軸）
２，２２，３２，４２，５２  スライダ（可動体）
３  転動体転動溝（転動体軌道面：案内レール側）
７  転動体転動溝（転動体軌道面：スライダ側）
Ｂ  ボール（転動体）
１４  潤滑膜
２０  硬質層
２３，３３，４３  転動体軌道面：案内レール側
２７，３７，４４  転動体軌道面：スライダ側
５３  平面部（転動体軌道面：案内レール側）
５７  オーバル溝（転動体軌道面：スライダ側）
Ｒ  ローラ（転動体）
６１，７１，８１  ねじ軸（案内軸）
６２，７２，８２  ナット（可動体）
６３，７３，８３  ねじ溝（転動体軌道面：案内レール側）
６４，７４，８４  ねじ溝（転動体軌道面：スライダ側）
【図１】
2006189131.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006189131.tif 000009
【図８】
2006189131.tif 000010
【図９】
2006189131.tif 000011
【図１０】
2006189131.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006189131.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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